- Struktur af aluminiumcarbonat
- Aluminiumammoniumhydroxidcarbonat
- Ejendomme
- Molar masse
- ustabilitet
- Tør
- Våd
- Fysisk
- Applikationer
- Referencer
Den aluminium carbonat er et uorganisk salt med den kemiske formel A 2 (CO 3) 3. Det er et praktisk talt ikke-eksisterende metallisk carbonat i betragtning af dets høje ustabilitet under normale forhold.
Blandt årsagerne til dets ustabilitet kan vi nævne de svage elektrostatiske interaktioner mellem Al 3+ og CO 3 2- ioner, som i teorien skal være meget stærke på grund af størrelsen af deres ladninger.
Aluminiumcarbonatformel. Kilde: Gabriel Bolívar.
Salt har ingen ulemper på papir, når man skriver de kemiske ligninger af dets reaktioner; men i praksis virker det imod ham.
På trods af hvad der er sagt, kan aluminiumcarbonat forekomme i selskab med andre ioner, såsom mineral dawsonite. Ligeledes er der et derivat, hvor det interagerer med vandig ammoniak. Resten betragtes som en blanding mellem Al (OH) 3 og H 2 CO 3; som er lig med en brusende opløsning med et hvidt bundfald.
Denne blanding har medicinske anvendelser. Imidlertid har det rene, isolerbare og manipulerbare salt af Al 2 (CO 3) 3 ingen kendte mulige anvendelser; i det mindste ikke under enormt pres eller ekstreme forhold.
Struktur af aluminiumcarbonat
Krystallstrukturen for dette salt er ukendt, fordi det er så ustabilt, at det ikke kan karakteriseres. Fra sin formel Al 2 (CO 3) 3 er det imidlertid kendt, at forholdet mellem Al 3+ og CO 3 2- ioner er 2: 3; Med andre ord, for hver to Al 2+ kation skal der være tre CO 3 2- anioner, der interagerer elektrostatisk med dem.
Problemet er, at begge ioner er meget ulige i størrelse; Al 3+ er meget lille, mens CO 3 2- er voluminøs. Denne forskel i sig selv påvirker allerede gitterstabiliteten af krystalgitteret, hvis ioner ville interagere "akavet", hvis dette salt kunne isoleres i fast tilstand.
Ud over dette aspekt er Al 3+ en meget polariserende kation, en egenskab, der deformerer den elektroniske sky af CO 3 2-. Det er som om du vil tvinge den til at binde kovalent, selvom anionen ikke kan.
Følgelig har de ioniske interaktioner mellem Al 3+ og CO 3 2- tendens til kovalens; en anden faktor, der øger ustabiliteten af Al 2 (CO 3) 3.
Aluminiumammoniumhydroxidcarbonat
Det kaotiske forhold mellem Al 3+ og CO 3 2- blødgør i udseendet, når der er andre ioner til stede i krystallen; såsom NH 4 + og OH -, kommer fra en opløsning af ammoniak. Denne kvartet af ioner, Al 3+, CO 3 2-, NH 4 + og OH -, formår at definere stabile krystaller, selv i stand til at tilpasse forskellige morfologier.
Et andet eksempel ligner dette observeres i mineral dawsonit og dens orthorhombiske krystaller, NaAlCO 3 (OH) 2, hvor Na + erstatter NH 4 +. I disse salte er deres ioniske bindinger stærke nok, så vandet ikke fremmer frigivelsen af CO 2; eller i det mindste ikke pludseligt.
Selvom NH 4 AI (OH) 2 CO 3 (AACC, for forkortelsen på engelsk), eller NaAlCO 3 (OH) 2 repræsenterer aluminium carbonat, kan de betragtes som basiske derivater af det.
Ejendomme
Molar masse
233,98 g / mol.
ustabilitet
I det foregående afsnit blev det forklaret ud fra et molekylært perspektiv, hvorfor Al 2 (CO 3) 3 er ustabil. Men hvilken transformation gennemgår den? Der er to situationer at overveje: den ene tør og den anden "våd".
Tør
I den tørre situation vender anionen CO 3 2- tilbage til CO 2 ved følgende nedbrydning:
Al 2 (CO 3) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Hvilket giver mening, hvis det syntetiseres under højt tryk af CO 2 til aluminiumoxid; det er den modsatte reaktion:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3) 3
Derfor, for at forhindre Al 2 (CO 3) 3 fra dekomponering, ville saltet skal underkastes højt tryk (under anvendelse af N 2, for eksempel). På denne måde ville dannelsen af CO 2 ikke være termodynamisk foretrukket.
Våd
Mens den er i våd situation, gennemgår CO 3 2- hydrolyse, som genererer små mængder OH -; men nok til at udfælde aluminiumhydroxid, Al (OH) 3:
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
Og på den anden side hydrolyseres Al 3+ også:
Al 3+ + H 2 O <=> AI (OH) 2 2+ + H +
Selvom Al 3+ ville faktisk første hydrat til dannelse af Al (H 2 O) 6 3+ kompleks, der hydrolyseres til opnåelse 2+ og H 3 O +. Derefter H 3 O (eller H +) protonerer CO 3 2- til H 2 CO 3, som nedbrydes til CO 2 og H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Bemærk, at i sidste ende opfører Al 3+ sig som en syre (frigiver H +) og en base (frigiver OH - med opløselighedsbalancen af Al (OH) 3); det vil sige, det udviser amfoterisme.
Fysisk
Hvis det kan isoleres, vil dette salt sandsynligvis have hvid farve som mange andre aluminiumsalte. På grund af forskellen mellem de ioniske radier af Al 3+ og CO 3 2- ville det helt sikkert have meget lave smelte- eller kogepunkter sammenlignet med andre ioniske forbindelser.
Og hvad angår dets opløselighed, ville det være uendeligt opløseligt i vand. Desuden ville det være et hygroskopisk og deliquescent faststof. Dette er dog bare gætterier. Andre egenskaber skulle estimeres med computermodeller udsat for højt tryk.
Applikationer
De kendte anvendelser af aluminiumcarbonat er medicinske. Det blev brugt som en mild, astringent og som et lægemiddel til behandling af gastrisk mavesår og betændelse. Det er også blevet brugt til at forhindre dannelse af urinsten hos mennesker.
Det er blevet brugt til at kontrollere en stigning i kroppens fosfatindhold og også til at behandle symptomerne på halsbrand, syre fordøjelsesbesvær og mavesår.
Referencer
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hydrotermisk syntese af ammoniumaluminiumcarbonathydroxid (AACH) nanoplateletter og nanofibre pH-kontrollerede morfologier. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Ammoniumaluminiumcarbonathydroxid NH4Al (OH) 2CO3 som en alternativ vej til fremstilling af aluminiumoxid: sammenligning med den klassiske boehmitforløber. Puderteknologi, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Aluminiumcarbonat. PubChem-database., CID = 10353966. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Aluminiumcarbonat. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Aluminiumsulfat. (2019). Aluminiumcarbonat. Gendannes fra: aluminiumsulfate.net